JP2012066506A - 紙容器用積層材及びそれを用いた紙容器 - Google Patents

Abstract

【課題】 、紙層とＰＥＴ樹脂層とからなる紙容器用積層材において、安価なＰＥＴ樹脂を改質することにより低温ヒートシール性を確保できるようにし、また、溶融時の粘度や張力を高めて紙層に押出し積層する際の押出し特性を向上させる。
【解決手段】 固有粘度が０．５５〜０．７ｄｌ／ｇであるＰＥＴ樹脂に鎖延長剤を添加して、ベント孔が２以上ある押出機に投入し、ＰＥＴ樹脂が加熱・溶融した状態でベント孔から−７５０ｍｍＨｇ以上の高真空下で吸引・脱気した後、紙層上に押出しＰＥＴ樹脂層を積層し、該積層直後ＰＥＴ樹脂層面を冷却ロールで急冷してＰＥＴ樹脂層の下記の式で示される結晶部分が１５％未満、非晶部分が８５％以上である。
【数１】

【選択図】 無し

Description

本発明は、紙容器用積層材及びそれから作られる紙容器に関し、さらに詳しくは紙に積層される内表面となる樹脂層を保香性の良いＰＥＴ樹脂層として紙容器として製函する時に必要なヒートシール性を付与したり、紙容器に製函後熱を加えて耐熱性を付与した紙容器に関するものである。

現在、野菜ジュース、牛乳、ヨーグルト、日本茶、コーヒー等の飲料、日本酒、焼酎等のアルコール飲料、めんつゆ、正油等の液体調味料、カップラーメン、アイスクリーム等のカップ類等に紙容器が数多く使われている。これら紙容器には、耐水性を付与するためと、ヒートシールにより容易に製函出来るように、内表面にポリオレフィン樹脂層、特にポリエチレン樹脂層が積層された紙容器用積層材が多く用いられている。しかしながら、ポリエチレン樹脂はｄ−リモネンに代表されるフレーバー成分を吸着し、保香が失われるという問題点があり、保香を重要視する飲料には用いることが出来なかった。

ところで、フレーバー成分の吸着がないコストの安い最も一般的な樹脂としてはＰＥＴ樹脂があり、ＰＥＴボトルとして果汁飲料に用いられている。しかしながら、ＰＥＴ樹脂は結晶性樹脂であるので、紙容器の製函時に必要な低温ヒートシール性に乏しくそのままでは用いることが出来なかった。

そこで、テレフタル酸とイソフタル酸とエチレングリコールからなるポリエステルにポリエチレンをブレンドしたり（特許文献１参照。）、ガラス転移点４０℃以上の非晶性〜低結晶性の変性ポリエチレンテレフタレートを用いたり（特許文献２参照。）、ジカルボン酸成分のうち５０モル％以上がテレフタル酸であり、ジオール成分がエチレングリコール４０〜９０モル％とビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物１０〜６０モル％とからなる共重合ポリエステル９７〜５０重量部と、エポキシ基含有エチレン系共重合体３〜５０重量部からなるポリエステルを用いたり（特許文献３参照。）する技術が提案されている。

特開平２−２７７６３５号公報 特開平９−７７０５１号公報 特開平１１−４９９４０号公報

しかしながら、前記特許文献１で提案された技術は、ポリエチレン樹脂並の低温ヒートシール性（約１３０℃内外）がないという問題点があり、またポリエチレンをブレンドしているためフレーバー吸着もそのポリエチレン樹脂のブレンド量に応じて起る危険性があった。また、前記特許文献２及び３で提案された技術は、通常生産されているＰＥＴ樹脂ではなく、いずれも新たに合成する必要がありコスト高となる問題点があった。

本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、安価なＰＥＴ樹脂を改質することによりポリエチレン樹脂なみの低温ヒートシール性を確保できるようにしたＰＥＴ樹脂層を積層した紙容器用積層材を提供することを目的とし、さらに加えて、溶融時の粘度や張力を高めて紙層に押出し積層する際の押出し特性を向上させることを目的とする。

また、オーブンレンジにも耐えられる２００℃以上の耐熱性を確保できるようにした紙容器を提供することを目的とする。

本発明者らは、上述した課題を解決すべく鋭意検討し、紙材にＰＥＴ樹脂層を積層して紙層とＰＥＴ樹脂層とからなる紙容器用積層材を作製する際、紙材に積層直後のＰＥＴ樹脂層の表面を冷却ロールで急冷することにより、ＰＥＴ樹脂層の結晶部分を１５％未満、非晶部分を８５％以上とすれば、安価なＰＥＴ樹脂を用いてもポリエチレン樹脂なみの低温ヒートシール性が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

また、固有粘度が０．５５〜０．７ｄｌ／ｇであるＰＥＴ樹脂に鎖延長剤を添加して、押出機において加熱・溶融させることにより、ＰＥＴ分子鎖同志を結びつけて三次元構造の高分子量のＰＥＴ樹脂に改質することができ、これにより押出し特性が向上することを見出し、さらに、ベント孔が２以上ある押出機にＰＥＴ樹脂を投入し、ＰＥＴ樹脂が加熱・溶融した状態でベント孔から−７５０ｍｍＨｇ以上の高真空下で吸引・脱気することにより、水分を除去することが出来ることを見出し、本発明を完成するに至った。

また、ヒートシールにより製函された紙容器であっても、ＰＥＴ樹脂の最適結晶化温度である１３０℃〜２２０℃に保持することにより、ＰＥＴ樹脂層の結晶部分を３５％以上に高めれば、２００℃以上の耐熱性を付与することが出来ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち請求項１に係る紙容器用積層材は、固有粘度が０．５５〜０．７ｄｌ／ｇであるＰＥＴ樹脂に鎖延長剤を添加して、ベント孔が２以上ある押出機に投入し、ＰＥＴ樹脂が加熱・溶融した状態でベント孔から−７５０ｍｍＨｇ以上の高真空下で吸引・脱気した後、紙層上に押出しＰＥＴ樹脂層を積層し、該積層直後ＰＥＴ樹脂層面を冷却ロールで急冷してＰＥＴ樹脂層の下記の式で示される結晶部分が１５％未満、非晶部分が８５％以上であることを特徴として構成されている。

請求項２に係る紙容器用積層材は、鎖延長剤が２個以上の多官能のエポキシ基を有することを特徴として構成されている。

請求項３に係る紙容器用積層材は、鎖延長剤の添加量が、ＰＥＴ樹脂１００重量部に対して０．２〜２．０重量部であることを特徴として構成されている。

請求項４に係る紙容器は、前記紙容器用積層材を用い、該紙容器用積層材のＰＥＴ樹脂層面を内面にしてヒートシールにより接合したことを特徴として構成されている。

請求項５に係る紙容器は、前記紙容器を作製後、１３０℃〜２２０℃の温度に保持して、ＰＥＴ樹脂層の下記の式で示される結晶部分を３５％以上に高め耐熱性を付与したことを特徴として構成されている。

請求項１に係る紙容器用積層材においては、溶融ＰＥＴ樹脂を紙層上に押出しＰＥＴ樹脂層を積層し、該積層直後のＰＥＴ樹脂層面を冷却ロールで急冷してＰＥＴ樹脂層の下記の式に示される非晶部分を８５％以上とするので、良好にヒートシールすることが出来る。

すなわち、ヒートシールは一般的なＰＥ樹脂やＰＰ樹脂の場合はその結晶が溶ける温度（ＰＥ＝約１１０℃、ＰＰ＝約１６０℃）以上にヒートシール温度を上げて結晶を完全に溶かして溶融混合させ、同じ樹脂同志であれば完全に一体化して剥れなくなる。しかし、ＰＥＴ樹脂の場合は、その結晶を溶かす融点は約２６０℃であり、その温度まで上げてヒートシールすることは、高温すぎてあまり現実的でない。

一方、一般的なＰＥＴ樹脂はテレフタル酸とエチレングリコールの重合反応であるが、このグリコール成分をエチレングリコール６５モル％、１．４シクロヘキサンジメタノール３５モル％でテレフタル酸と重合したのは完全に非晶質となり（図３参照）、１３０℃でヒートシール出来るＰＥＴ系樹脂として販売されている（「Ｅａｓｔａｒ ＰＥＴＧ６７６３」長瀬産業株式会社）。

したがって、一般的なＰＥＴ樹脂でも非晶部分が多ければ結晶部分を溶かさなくとも非晶部分の軟化混合で一体化して剥れなくなるが、結晶が異物としてヒートシールの阻害要因として働き、良好にヒートシール出来ない場合があった。そこで、本発明者らは、ヒートシールにおける非晶部分と結晶部分との関係に関し鋭意検討し、非晶部分が８５％以上、結晶部分が１５％未満である場合、極めて良好にヒートシールを行うことが出来ることを見出したものである。

また、固有粘度が０．５５〜０．７ｄｌ／ｇの比較的低分子量のＰＥＴ樹脂に鎖延長剤を添加し、加熱・溶融状態にするので、低分子量のＰＥＴ分子鎖が結びついて三次元構造の高分子量のＰＥＴ樹脂となる。したがって、溶融ＰＥＴ樹脂の粘度や張力が高くなり、紙層に押出し積層する際の押出特性が向上する。

さらに、ベント孔が２以上ある押出機を用い、ＰＥＴ樹脂を加熱・溶融した状態でベント孔から−７５０ｍｍＨｇ以上の高真空下で吸引・脱気するので、含有水分等も吸引除去することが出来る。したがって、ＰＥＴ樹脂を事前に乾燥する必要がない。

請求項２に係る紙容器用積層材においては、鎖延長剤として２個以上の多官能のエポキシ基を有しているので、線状構造の低分子量のＰＥＴ分子鎖を結びつけて高分子量の３次元構造のＰＥＴ樹脂とすることを容易に行うことが出来る。

請求項３に係る紙容器用積層材においては、鎖延長剤の添加量が、ＰＥＴ樹脂１００重量部に対して０．２〜２．０重量部である。このような範囲とすることにより、必要最適量で高分子量の３次元構造のＰＥＴ樹脂として改質することが出来る。

請求項４に係る紙容器においては、紙容器用積層材を用い、該紙容器用積層材のＰＥＴ樹脂層面を内面にしてヒートシールにより接合して製函されているので、液体飲料等への耐水性、飲料のフレーバー吸着が起らない高品質性、密封することによって異物、バクテリア等の侵入のない高安全衛生性を確保することが出来る。

請求項５に係る紙容器においては、紙容器を作製後、１３０〜２２０℃の温度に保持して、下記の式で示される結晶部分を３５％以上に高めて耐熱性を付与しているので、オーブンレンジにも使うことが出来る。

本発明の紙容器用積層材の作製に用いるベント孔が２以上ある押出機のシリンダー部の模式図 ＰＥＴの結晶化速度（不溶性触媒）を表わした図 ＰＥＴＧの構造式及び結晶化速度が略ゼロであることを示した図

本発明による紙容器用積層材には紙層にＰＥＴ樹脂層が積層されており、このＰＥＴ樹脂は、固有粘度が０．５５〜０．７ｄｌ／ｇあれば充分である。したがって、高品質のＰＥＴ樹脂を使用する必要は無く、価格の安い繊維用のＰＥＴ樹脂等を使用することが出来るので、紙容器用積層材を安価に提供することが出来る。

さらに、押出機における加熱・溶融工程において水分が除去されるので、ＰＥＴ樹脂の含有水分量は、通常ＰＥＴ樹脂を押出し加工する時に必要な５０ｐｐｍ以下にする必要はなく、空気中での平衡水分量である０．３〜０．５％でよく、事前の乾燥工程を特別設ける必要が無い。

このようなＰＥＴ樹脂は、鎖延長剤が添加された状態で押出機に投入される。鎖延長剤を用いることにより、低分子量のＰＥＴ分子鎖を結び付ける際に３次元の網目構造の高分子となり、粘度、溶融張力が増して押出し適性が改良される。この鎖延長剤としては、アクリル酸グリシジル、メタアクリル酸グリシジル、スチレン−（メタ）アクリル酸メチル−メタクリル酸グリシジル、エポキシ化大豆油等があるが、少なくとも２個以上の多官能のエポキシ基を有することが好ましい。２個以上の多官能のエポキシ基を有する鎖延長剤としては、ＢＡＳＦジャパン（株）、東亜合成（株）等から販売されており、例えば、ＢＡＳＦジャパン（株）「ＪＯＮＣＲＹＬ」、東亜合成（株）「ＡＲＵＦＯＮ」がある。

鎖延長剤の添加量は、通常ＰＥＴ樹脂１００重量部に対して０．２〜２．０重量部が好ましく、添加量は鎖延長剤の性能に従って適宜増減して添加する。

鎖延長剤の添加方法は、ＰＥＴ樹脂ペレットに流動パラフィンやヒマシ油を０．０５〜０．２０重量％ヘンシェルミキサー等でまぶした後、鎖延長剤の粉沫を添加しヘンシェルミキサー等で混合付着させることが好ましく、このような添加方法により、鎖延長剤を均一に添加することが出来る。鎖延長剤の添加量が少なく不均一になり易い場合は、マスターバッチを作製して添加することが好ましい。マスターバッチは、ＰＥＴ樹脂１００重量部に鎖延長剤を１０〜５０重量部加え、押出し機で混練しペレット化して作製する。このマスターバッチペレットを所定量ＰＥＴ樹脂ペレットに、加えブレダー等で混合攪拌すれば均一に添加することが出来る。

また、ＰＥＴ樹脂には、必要に応じて金属塩の触媒を添加しても良い。金属塩としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属のステアリン酸塩やラウリン酸塩があるが、最も一般的で好ましいのはステアリン酸カルシウムである。添加量は、ＰＥＴ樹脂１００重量部に対して０．０５〜１．５重量部であり、ＰＥＴ樹脂でマスターバッチを作製して添加する。

以上のような鎖延長剤及び必要により金属塩の触媒が添加されたＰＥＴ樹脂を、ベント孔が２以上ある押出機に投入し、加熱・溶融した状態でベント孔から−７５０ｍｍＨｇ以上の高真空化で吸引・脱気した後、紙層上に押出積層する。

図１に、ベント孔が２以上ある押出機のシリンダー部の模式図を示す。図１において、１はシリンダーで、このシリンダー１の内部にはスクリュー２が設けられ、基端側（ＰＥＴ樹脂投入側）から、第１ベント孔３及び第２ベント孔４が形成されている。スクリュー２には、加圧圧縮部２１とシール部２２とが交互に配置されており、シール部２２においては、スクリューの溝巾を狭くし、その間を溶融ＰＥＴ樹脂が満たして、加圧圧縮部２１における背圧１００〜２００ｋｇ／ｃｍ^２の高圧と、ベント孔３、４部の−７５０ｍｍＨｇの高真空との圧力差をシールするもので、樹脂はスクリュー２の回転のみで押し進むようにしてベント孔３、４からの溶融樹脂の吹き上がりを防止している。

ベント孔３、４は、コンデンサー（凝縮機）（図示せず）を介して油回転式真空ポンプ（図示せず）に連結されており、コンデンサーは真空度を維持することと、油回転式真空ポンプの油の質を維持するためのものである。コンデンサーがなければ、例えば、水分３，０００ｐｐｍのＰＥＴ樹脂を５００ｋｇ／ｈｒの吐出量で運転したとすれば、５００，０００ｇ×０．３／１００＝１，５００ｇ／ｈｒもの水蒸気が発生して高真空を維持出来ず、油回転式真空ポンプの油も水が混入して変質する。

以上のような押出機において、ＰＥＴ樹脂を溶融・押出すには、ＰＥＴ樹脂をシリンダー１に投入し、押出し温度２８０℃内外、背圧１００〜２００ｋｇ／ｃｍ^２、ベント孔３、４から−７５０ｍｍＨｇ以上の高真空下で吸引・脱気しながら押出しを行なう。

投入されたＰＥＴ樹脂は、まず、第１ゾーンにおいて、加熱・溶融されて添加された鎖延長剤と混練される。溶融したＰＥＴ樹脂は水と熱による加水分解や熱分解で解重合が起こり、低分子のＰＥＴ鎖やエチレングリコール、アセトアルデヒドが発生していると考えられる。しかし、鎖延長剤が最初から添加されて混練されているので、低分子のＰＥＴ鎖を結び付けて３次元の高分子量化や、エチレングルコールやアセトアルデヒドの捕捉などの重合反応も起こり始めていると考えられる。すなわち、エポキシ基

は開裂して、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、アルデヒド基（−ＣＨＯ）、水酸基（−ＯＨ）等の官能基と結び付き、ＰＥＴ分子鎖を３次元の網目構造の高分子にするとともに、解重合で生じたエチレングリコール、エチレングリコールから発生するアセトアルデヒドをも高分子の一部として捕捉する。また、含有している水分は、２８０℃における飽和水蒸気圧は６５ｋｇ／ｃｍ^２であるので、背圧１００ｋｇ／ｃｍ^２以上では液体の状態である。

そして、エチレングリコール、アセトアルデヒド、水を含んだ溶融ＰＥＴ樹脂は、第１ベント孔３まで来ると、−７５０ｍｍＨｇ以上の高真空下となっているので、エチレングリコール（沸点１９８℃）、アセトアルデヒド（沸点２０℃）、水（沸点１００℃）は気体となり、第１ベント孔３から吸引・脱気される。また、第１ベント孔３から吸引・脱気し切れなかったエチレングリコール、アセトアルデヒド及び水は、第２ベント孔４により吸引・脱気される。

第２ゾーンにおいては、解重合も一部起こっていると考えられるが、大部分は鎖延長剤による重合反応が起こっていると考えられる。

第３ゾーンにおいては、殆ど鎖延長剤による重合反応のみが起っており、３次元構造の高分子量化されたＰＥＴ樹脂が紙層上に押出し積層される。この時にＴダイからのエアーギャップは出来るだけ短く、ロールに挟んで積層する２個のロールとも冷却ロールとするのが好ましく、少なくともＰＥＴ樹脂層側のロールは冷却ロールとし、ＰＥＴ樹脂層を出来るだけ速く冷却することが必要である。すなわち、ＰＥＴの結晶化速度は図２に示すように、約１３０〜２２０℃の範囲において速いので、可能な限り結晶化を抑制するには、この温度帯の滞留時間を短くすることが必要であり、急速に冷却することにより、この温度帯を速やかに通過させることが出来る。その結果、ＰＥＴ樹脂の非晶部分を８５％以上にすることが出来る。

冷却ロールとしては、少なくともＰＥＴ樹脂層側のロールは冷却水を通した金属ロールが好ましい。

ＰＥＴ樹脂が押出積層される紙層に用いられる紙材としては、カップ類にはカップ用原紙、ゲーブルトップ、ブリックタイプの紙容器には液体紙容器用原紙が用いられるが特に限定されない。紙材の坪量は、紙容器の寸法・形状によって異なるが、通常５０〜５００ｇ／ｍ^２、例えばカップ類では１００〜４００ｇ／ｍ^２、１ｌのゲーブルトップ容器では２８０ｇ／ｍ^２内外、１．８ｌのゲーブルトップ容器では３７０ｇ／ｍ^２内外である。

以上のような紙容器用積層材を用いて紙容器を製函するには、ＰＥＴ樹脂層を紙容器の内面としてヒートシールすることによって行う。加熱は直接ヒートシール面を炎や熱風によって加熱する製函機もあるが、一般的には熱板によって加熱してヒートシールする製函機が多い。その場合加熱は断熱材である紙層側から熱板によって加熱するので、ヒートシール温度はポリエチレン並みの低温のヒートシール温度であることが生産性の観点から重要である。

紙容器は、紙容器用積層材をその作ろうとする紙容器のブランクに打ち抜き、ゲーブルトップ型、ブリックタイプ型、カップ類の夫々専用の製函機によって作られ、内容物としては、野菜ジュース、牛乳、ヨーグルト、日本茶、コーヒー等の飲料、日本酒、焼酎等のアルコール飲料、めんつゆ、正油等の液体調味料、カップラーメン、アイスクリーム等がある。

耐熱性を必要としない飲料やカップ類は製函後、そのまま使うことが出来るがオーブンレンジ用は更に耐熱性付与する必要がある。耐熱性を付与するためには、紙容器に製函後、恒温槽で１３０〜２２０℃に保持してＰＥＴ樹脂層の下記の式で示される結晶部分を３５％以上にすることにより、２００℃以上の耐熱性を付与することが出来る。

図２はＰＥＴの結晶化速度（不溶性触媒）を表わしたもので横軸に結晶化温度、縦軸に半結晶化時間を採ったものである。この図より１３０〜２２０℃が最適な結晶化温度であることが判る。すなわち１３０℃未満では分子の自由度が小さくなり、また２２０℃以上では結晶化のドライビングフォースが小さくなるので結晶化速度が遅くなるものである。

ユニチカ（株）製ＰＥＴ樹脂「ＭＡ−２１０１Ｍ」（固有粘度；０．６２ｄｌ／ｇ、水分量；２，９００ｐｐｍ）１００部と、ＢＡＳＦジャパン（株）製鎖延長剤「ＡｄＲ４３６８」を３０重量％含有したＰＥＴのマスターバッチ１．５部とをヘンシェルミキサーで混合攪拌した。この混合樹脂を日立造船（株）製同方向回転２軸押出し機「ＨＭＴ１００」（Ｌ／Ｄ＝３８、吐出量；６５０ｋｇ／ｈｒ、２ベント孔）に投入し、押出し温度２８０℃、ベント孔から−７５５ｍｍＨｇの高真空下で吸引・脱気しながら、２５０ｇ／ｍ^２の紙層へ押出し積層し、紙層（２５０ｇ／ｍ^２）／ＰＥＴ樹脂層（２５μｍ）の紙容器用積層材を作製した。

冷却ロールはＰＥＴ樹脂層に接するロールは２５℃のチラー水を通した冷却ロールとし、ベント孔はコンデンサーを経由して油回転式真空ポンプへ連結した。エアーギャップは１２ｃｍとし、５０ｍ／ｍｉｎ．及び１３０ｍ／ｍｉｎ．の加工スピードで積層した。

＜水分量の挙動＞
１３０ｍ／ｍｉｎ．の加工スピードで連続押出し中のスクリュー及び真空吸引を一時停止し、押出し機の第１及び第２ベント孔位置の樹脂をサンプリングし、含有水分量を測定した。水分測定はプラスチック用水分気化装置ＡＤＰ−３５１型（京都電子工業株式会社製）及びカールフィッシャー水分計ＭＫＣ−２１０型（京都電子工業株式会社製）を用いた。結果を表１に示す。

未乾燥のＰＥＴ樹脂中の含水分量が第１ベント孔の位置では１０ｐｐｍ以下となり、通常ＰＥＴ樹脂の押出し時に必須である５０ｐｐｍ以下をクリアーしている。第２ベント孔の位置では０ｐｐｍとなり、ベント孔から吸引・脱気することにより事前に乾燥する必要がないことが解る。

＜残留アセトアルデヒド＞
１３０ｍ／ｍｉｎ．の加工スピードで積層した紙容器用積層材からＰＥＴ樹脂層を剥がし、１ｃｍ×２ｃｍの大きさに裁断し、表裏の表面積が２５０ｃｍ^２に相当する多数の裁断片を、５００ｍｌのスリ合せ共栓付の硝子製の三角フラスコに投入した。

次に４０℃の室で４０℃のＮ_２ガスで三角フラスコ中の空気を置換した（Ｎ_２ガス２ｍｌ／表面積１ｃｍ^２）後、共栓で密封し、４０℃で２４時間放置した。このように処理した三角フラスコ中の気相を、５名の臭気パネラーで異臭の有無を判定し、また気相中のアセトアルデヒドを島津製作所株式会社製ガスクロマトグラフＧＣ−６Ａ型、ＦＩＤ検出器付で測定した。結果を表２及び表３に示す。

パネラーによる臭気テストでも異臭は感じられず、ガスクロマトグラフによってもアセトアルデヒドは検出されなかったので、残留アセトアルデヒドは無いことが確認された。

＜フレーバー吸着の評価＞
１３０ｍ／ｍｉｎ．の加工スピードで積層した紙容器用積層材からＰＥＴ樹脂層を剥がし、５ｃｍ×１０ｃｍの大きさに裁断し、その５枚（計２５０ｃｍ^２）を柑橘類の主要なフレーバー成分であるｄ−リモネン１００％液に浸漬し、２３℃の恒温槽に放置した。

１日後および７日後にＰＥＴ樹脂層を取り出し、すばやく濾紙で表面のｄ−リモネン液を拭き取りその重量を測定し、ＰＥＴ樹脂層中へのｄ−リモネンの吸着による重量増を求めた。同時に３０μｍ厚さのＬＤＰＥ樹脂フイルムも同じ大きさに裁断して同様に測定した。結果を表４に示す。

ＬＤＰＥ樹脂フイルムの吸着による重量増加に比べ、ＰＥＴ樹脂層の重量増加は遥かに少なくフレーバー吸着のないことが解る。

＜加工速度の違いによる非晶部分と結晶部分の割合＞
紙容器用積層材（紙層／ＰＥＴ樹脂層）からＰＥＴ樹脂層を剥がし、セイコー電子ＤＳＣ２２０示差走査熱量計でその溶解挙動を測定し、下記式に基づいて結晶部分の割合を測定した。非晶部分は、非晶部分（％）＝１００−結晶部分（％）で算出した。

結果を表５に示す。

表５から解るように、加工速度が速い方がＰＥＴの最適結晶化温度である１３０℃〜２２０℃の温度帯を速く通過するので、非晶部分が多くなっている。

＜ヒートシール出来る非晶部分の割合＞
加工速度１３０ｍ／ｍｉｎ．で積層した紙容器用積層材（紙層／ＰＥＴ樹脂層）を１７０℃の恒温槽内に放置して、加熱処理し、非晶部分の異なるサンプルを作製した。非晶部分は前記と同様ＤＳＣ測定によって算出した。結果を表６に示す。

次いでこの紙容器用積層材からＰＥＴ樹脂層を剥がし、ＰＥＴ樹脂層同志を合わせてヒートシールを行なった。ヒートシールはＪＩＳＺ−１７０７に準じて圧力０．２Ｍｐａ、シール時間１秒で行なった。シール強度の結果を表７に示す。

表７から解るように、ＰＥ並のヒートシールが出来る非晶性部分の割合は８５％が境界割合となる。

＜紙層／ＰＥ樹脂層積層材との比較＞
一般に紙容器用積層材として用いられる紙層（２５０ｇ／ｍ^２）／ＰＥ樹脂層（３０μ）からなる紙容器用積層材と、加工速度１３０ｍ／ｍｉｎ．で作製した積層材を積層材そのまま紙層側から熱板を当ててシールした。シール条件は０．３Ｍｐａ、シール時間２秒で行なった。結果を表８に示す。

表８から解るように、通常の紙層／ＰＥ樹脂層からなる紙容器用積層材より、低い温度から接着するものである。

＜紙容器の作製＞
加工速度１３０ｍ／ｍｉｎ．で積層した積層材を用い１．０ｌのゲーブルトップ型の紙容器をゲーブルトップ型製函機を用いて作製した。結果は通常のＰＥ樹脂層を用いた紙容器用積層材とほぼ同一条件で作製することが出来た。

＜耐熱性紙容器の作製＞
加工速度１３０ｍ／ｍｉｎ．で積層した紙容器用積層材を用い、上部口径１５．５ｃｍΦ、下部径１４．５Φ、高さ４ｃｍの背の低いカップ状の紙容器をカップ型製函機を用いて作製した。この容器を２００℃の恒温槽に入れ８分間加熱処理を行なって耐熱性紙容器を作製した。この耐熱性紙容器のＰＥＴ樹脂層を剥がし、前記と同様ＤＳＣ測定によって下記式に基づいて結晶部分の割合を測定した。

結果、結晶部分の割合は４１．８％であった。またＰＥＴ樹脂層の結晶によって内面のＰＥＴ樹脂層は白化していた。

次いで、この容器に市販の冷凍グラタンを入れ、オーブンで２５０℃１５分間の加熱調理を行なった。グラタンは良く調理されており、中身を取り出し水洗後容器の内面のＰＥＴ樹脂層の外観を観察したが、ＰＥＴ樹脂が溶けている様子はなく外観に調理前後の変化はなかった。

１ シリンダー２ スクリュー３ 第１ベント孔４ 第２ベント孔

Claims (5)

1. 固有粘度が０．５５〜０．７ｄｌ／ｇであるＰＥＴ樹脂に鎖延長剤を添加して、ベント孔が２以上ある押出機に投入し、ＰＥＴ樹脂が加熱・溶融した状態でベント孔から−７５０ｍｍＨｇ以上の高真空下で吸引・脱気した後、紙層上に押出しＰＥＴ樹脂層を積層し、該積層直後ＰＥＴ樹脂層面を冷却ロールで急冷してＰＥＴ樹脂層の下記の式で示される結晶部分が１５％未満、非晶部分が８５％以上であることを特徴とする紙容器用積層材。
   

   
2. 前記鎖延長剤が２個以上の多官能のエポキシ基を有することを特徴とする請求項１記載の紙容器用積層材。
3. 前記鎖延長剤の添加量が、ＰＥＴ樹脂１００重量部に対して０．２〜２．０重量部であることを特徴とする請求項１又は２記載の紙容器用積層材。
4. 前記請求項１、２又は３記載の紙容器用積層材を用い、該紙容器用積層材のＰＥＴ樹脂層面を内面にしてヒートシールにより接合したことを特徴とする紙容器。
5. 前記請求項４記載の紙容器を作製後、１３０〜２２０℃の温度に保持して、ＰＥＴ樹脂層の下記の式で示される結晶部分を３５％以上に高め耐熱性を付与したことを特徴とする紙容器。
   

   

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